Расчет оборотной системы водоснабжения

В промышленном водоснабжении основную роль играют системы оборотного водоснабжения. Нагретая в теплообменных аппаратах оборотная вода охлаждается в градирнях, брызгальных бассейнах, водохранилищах (прудах) — охладителях или других устройствах и циркуляционными насосами снова подается в цикл.

При этом она многократно и последовательно подвергается различным физико-химическим воздействиям – изменяет температуру, аэрируется, в некоторых случаях загрязняется и частично теряется вследствие испарения и капельного уноса в атмосферу. Испарение части воды вызывает постепенное повышение ее минерализации.

Вода становится коррозионно-активной, способной к отложению минеральных солей, постепенно в ней накапливаются пыль и продукты коррозии. Поэтому для восполнения потерь оборотной воды и восстановления ее качества системы получают подпиточную воду.

Оборотное водоснабжение можно осуществить в виде единой системы для всего промышленного предприятия либо в виде отдельных циклов для отдельного цеха или группы цехов.

В обычных системах оборотного водоснабжения, где циркулирующая вода не загрязняется технологическими продуктами, повышение минерализации предотвращается продувкой (сбросом части оборотной воды) и пополнением системы подпиточной свежей водой из природных источников, которая проходит необходимую очистку и корректировку состава.

В зависимости от качества оборотной воды и требований, предъявляемых к качеству потребляемой воды, часть общего расхода оборотной воды может подвергаться обработке (умягчению, обессоливанию, удалению взвесей и т.п.) с последующим возвращением ее в систему.

Вместо свежей воды для подпитки можно использовать дочищенную до норм качества технической воды смесь промышленных и бытовых сточных вод, предварительно прошедших биологическую очистку, либо промышленные стоки после достаточно глубокой локальной физико-химической очистки.

Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается в случае, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды.

Схема оборотной системы водоснабжения с охлаждением воды и подпиткой свежей водой из водоема представлена далее.

ОХЛ – система охлаждения воды; НС – насосная станция;

Q – расход оборотной воды;

Q ₁ – потери воды при испарении;

Q ₂ – потери воды при разбрызгивании;

Q ₃ – потери воды при продувке

Рис. Схема оборотной системы водоснабжения

Потери воды на испарение при охлаждении Q ₁ , м 3 /ч, определяются по формуле

где К_исп – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче, принимаемый для брызгальных бассейнов и градирен в зависимости от температуры воздуха (по сухому термометру), а для водохранилищ (прудов )- охладителей в зависимости от естественной температуры в водотоке;

Δ t – перепад температур воды, о С ;

Q – расход оборотной воды, м 3 /ч.

Перепад температур воды равен

где t ₁ – температура воды, поступающей на охладитель (пруд, брызгальный бассейн, градирню); t ₂ – температура охлажденной воды.

Температура воздуха t _возд , о С

Потери при оборотном водоснабжении

( Утверждены Госстроем СССР 29 апреля 1974 г., введены в действие с 1 октября 1974 г.)

Общие указания

10.1. Схема водоснабжения должна приниматься с оборотом воды, общим для всего промышленного предприятия или в виде замкнутых циклов для отдельных производств, цехов или установок; при этом в зависимости от назначения воды надлежит предусматривать необходимую очистку, охлаждение, обработку отработавшей воды и повторное ее использование.

10.2. Количество систем оборотного водоснабжения на предприятии надлежит устанавливать с учетом технологии производства, назначения воды, требований, предъявляемых к качеству, температуре, давлению воды, размещения потребителей воды на генплане и очередности строительства.

10.3. Для уменьшения диаметров и протяженности труб, водопроводных сетей надлежит применять на промышленном предприятии раздельные системы оборотного водоснабжения по отдельным производствам, цехам или установкам с максимально возможным приближением их к потребителям воды.

10.4. Системы оборотного водоснабжения надлежит проектировать на основе анализов природной воды, принятой для добавления в систему, характера загрязнений отработавшей воды, намечаемых методов очистки отработавшей воды от загрязнений, возможных механических и карбонатных отложений, биологических обрастаний и коррозии трубопроводов и теплообменных аппаратов. При необходимости надлежит предусматривать обработку добавочной или оборотной воды соответствующими реагентами.

10.5. Выбор состава и размеров сооружений и оборудования для очистки, обработки и охлаждения воды надлежит производить из условий максимальной нагрузки на эти сооружения.

Баланс воды в системах

10.6. Для систем оборотного водоснабжения должен составляться баланс воды, включающий потери, необходимые сбросы и добавление воды в систему для компенсации убыли из нее.

10.7. При составлении баланса в состав общей убыли воды из системы необходимо включать:

безвозвратное потребление (отбор воды из системы на технологические нужды) и потери воды в производстве, величины которых следует определять технологическими расчетами;

потери воды на испарение при охлаждении Q_исп, м 3 /ч, определяемые по формуле,

где Δt = t₁ — t₂ — перепад температур воды в градусах, вычисляемый как разность температур отработавшей воды, поступающей на охладитель (пруд, брызгальный бассейн или градирню), t₁ и t₂ охлажденной воды

Q_охл — расход охлаждаемой оборотной воды, м 3 /ч; К — коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи испарением в общей теплоотдаче, принимаемый для брызгальных бассейнов и градирен в зависимости от температуры воздуха (по сухому термометру) по табл. 55, а для прудов-охладителей и прудов-осветлителей оборотной воды в зависимости от естественной температуры воды в водоеме по табл. 56.

Таблица 55

Таблица 56

( Примечания: 1. Для промежуточных значений температуры поды значение К определяется интерполяцией.

2. Потери воды на естественное испарение в прудах-охладителях следует определять по нормам для расчета водохранилищ.)

Таблица 57

( Примечание. Меньшие значения потерь надлежит принимать для охладителей большей производительности, а также для расчетов обработки охлаждающей воды в целях предотвращения карбонатных отложений.)

При охлаждении продукта в теплообменных аппаратах оросительного — типа потери воды на испарение, вычисленные по формуле (96), следует увеличивать вдвое;

потери воды в брызгальных бассейнах, градирнях и оросительных теплообменниках вследствие уноса ветром Р₂ надлежит принимать по табл. 57; потери воды на очистных сооружениях, определяемые расчетами с учетом указаний раздела 6 * ;

потери воды на фильтрацию из прудов-осветлителей (шламонакопителей) и прудов-охладителей допускается не учитывать при водонепроницаемых основаниях и ограждающих дамбах; при водопроницаемых основаниях и фильтрующих ограждающих дамбах их надлежит определять расчетом на основании данных гидрогеологических изыскании; потери воды на фильтрацию из брызгальных бассейнов и резервуаров градирен в расчетах не учитываются;

сброс воды из системы (продувку) надлежит определять в зависимости качества оборотной и добавочной воды, а также способа химической ее обработки. При этом в продувку следует включать безвозвратный расход и потери воды на производственные нужды.

Требования к качеству воды

10.8. Требования к качеству воды, подаваемой на производственные нужды, должны устанавливаться в зависимости от назначения воды и установленного технологического оборудования.

10.9. Допустимое количество и крупность взвешенных веществ в оборотной воде устанавливается отдельно для каждого производства. При этом должна быть исключена возможность осаждения взвесей в теплообменных аппаратах и трубопроводах.

Очистка воды от механических примесей

10.10. Добавочная и оборотная вода при необходимое; должна очищаться от механических примесей.

Выбор типа сооружений для очистки воды и их расчет надлежит производить в соответствии с указаниями раздела 6 настоящей главы и в соответствии с главой СНиП на проектирование канализации.

10.11. Для удаления механических отложений и биологических обрастаний на закрытых теплообменных аппаратах в необходимых случаях должны предусматриваться устройства для периодической гидропневматической промывки аппаратов. Промывку надлежит осуществлять водой и воздухом в соотношении от 1:1 до 1:2.

Загрязненную механическими примесями воду от гидропневматической промывки надлежит сбрасывать в бытовую или производственную канализацию.

Борьба с цветением воды и биологическим обрастанием

10.12. Борьба с цветением воды в водохранилищах и прудах-охладителях должна предусматриваться применением медного купороса в соответствии с указаниями табл. 58.

Обработка воды в водохранилище предусматривается путем распыления измельченных до крупности 0,5-1 мм кристаллов медного купороса по поверхности воды, в пруде-охладителе путем ввода раствора медного купороса в отработавшую воду при выпуске ее в пруд.

Применение медного купороса надлежит в каждом случае согласовывать с органами санитарно-эпидемиологической службы и охраны рыбных запасов.

10.13. Борьбу с дрейсеной, балянусом, мидиями и т. п. в водозаборных сооружениях и трубопроводах надлежит осуществлять путем обработки воды хлором или раствором медного купороса в соответствии с указаниями, приведенными в табл. 58, либо периодическим опорожнением трубопроводов с последующей промывкой водой, нагретой до температуры 45-50° С, и механической очисткой.

Допускается применение лакокрасочных и пластмассовых не обрастающих покрытий.

10.14. Для предупреждения развития бактериальных биологических обрастаний в теплообменных аппаратах и трубопроводах надлежит применять хлорирование оборотной воды в соответствии с указаниями табл. 58. Дозу хлора Д_хл, мг/л, следует определять по формуле

где П — хлорпоглощаемость воды, добавляемой в систему, мг/л; К_у — коэффициент упаривания (концентрирования на выпадающих в осадок солей)- P₁ — потери воды на испарение в % расхода оборотной воды согласно п. 10.7; Р₂ — потери воды на капельный унос из охладителе» в % расхода оборотной воды согласно п. 10.7; Р₃ — расход воды на продувку и отбор на технологические нужды в % расхода оборотной воды.

( Примечания: 1. Если доза хлора, определенная по формуле (97), оказывается меньше 5 мг/л, то для расчета хлораторов дозу хлора следует

2 Для определения хлорпоглощаемости воды следует применять методику, приведенную в ГОСТ 2919-45 «Вода источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. Методы технологического анализа», при этом продолжительность контакта хлора с водой следует принимать не менее мин и не более 30 мин при средней скорости движения воды на участке от места ввода хлора до наиболее удаленного теплообменного аппарата.)

10.15. Хлорирование оборотной воды должно производиться хлором — допускается применение гипохлорита натрия или калия.

Хлораторные установки для обработки охлаждающей воды и расходные склады надлежит проектировать в соответствии с указаниями п. 6.168-6.180 * .

10.16. Концентрацию раствора хлора для определения емкости бака надлежит принимать равной 0,15%.

Производительность хлораторов q, кг/ч, при наличии баков для накапливания раствора хлора следует определять по формуле

где Q_охл расход обрабатываемой охлаждающей воды, м 3 /ч; Т_пх продолжительность одного периода хлорирования, ч, принимаемая в соответствии с табл. 58; Д_хл — доза хлора, г/м 3 ; n — число периодов обработки воды хлором в течение суток.

Таблица 58

Количество резервных хлораторов надлежит предусматривать в соответствии с указаниями п. 6.176.

Для обеспечения правильной периодичности обработки хлором охлаждающей воды должна предусматриваться автоматизация выпуска хлорной воды из бака, причем выпуск хлорной воды должен быть равномерным в течение всего периода обработки воды.

Допускается применять подачу хлора непосредственно в систему водоснабжения без устройства баков.

На промышленных предприятиях с несколькими системами оборотного водоснабжения допускается предусматривать централизованное хранение хлора с устройством испарительных установок и подачей к оборотным циклам хлоргаза.

Хлорпроводы надлежит выполнять в соответствии с указаниями п. 6.177.

Расчет хлорпроводов следует производить из условия остаточного давления хлоргаза перед эжекторами 0,5 кгс/см 2 .

10.17. В целях предупреждения обрастания водорослями градирен, брызгальных бассейнов и оросительных теплообменных аппаратов должна применяться периодическая обработка охлаждающей воды раствором медного купороса в соответствии с данными табл. 58. I

Емкость бака для приготовления раствора медного купороса должна определяться исходя из концентрации раствора в пределах от 2 до 4% по иону меди.

10.18. Для предупреждения биологического обрастания градирен, брызгальных бассейнов и оросительных холодильников (развивающегося одновременно с обрастаниями водорослями) надлежит применять дополнительно периодическое хлорирование воды перед ее поступлением на указанные сооружения в соответствии с указаниями, приведенными в табл. 58. Дополнительную обработку воды хлором надлежит производить одновременно или вслед за обработкой ее раствором медного купороса.

10.19. Хлораторы и растворные баки хлора и медного купороса, используемые для обработки воды в системах оборотного водоснабжения, должны располагаться в одном общем здании (в изолированном помещении) в непосредственной близости от места ввода реагентов в обрабатываемую воду.

Баки, лотки, трубопроводы, оборудование и запорная арматура, соприкасающиеся с растворами хлора и медного купороса, должны приниматься из коррозионностойких материалов.

Предотвращение карбонатных отложений

10.20. Указания настоящего подраздела распространяются на проектирование систем прямоточного и оборотного водоснабжения с градирнями, брызгальными бассейнами и прудами-охладителями для охлаждения теплообменных аппаратов, машин и агрегатов, в которых не происходит кипения охлаждающей воды у поверхности теплообмена и нагревание воды не превышает 60° С с использованием пресных вод поверхностных и подземных источников.

Системы прямоточного и оборотного водоснабжения с прудами-охладителями

10.21. Необходимость обработки воды следует определять расчетом. При этом принимается, что образование карбонатных отложений происходит при соотношении

где рН_ф — фактическая величина pH при нагреве воды в теплообменных аппаратах, машинах и агрегатах до расчетной температуры в °С. Величину рНф следует определять по формуле

где рН_О — величина pH охлаждающей воды, измеренная при температуре 18-20° С; а — поправка, принимаемая по табл. 59 в зависимости от температуры нагрева и общей щелочности воды.

Таблица 59

Величину рН_s. равновесного насыщения следует определять в соответствии с указаниями п, 6,215 по формуле (36) и графику рис * .

Проверка возможности образования карбонатных отложений по указанному соотношению производится для зимнего и летнего периодов года.

10.22. Для предотвращения образования карбонатных отложений должна применяться обработка воды кислотой (подкисление), углекислотой (рекарбонизация) и полифосфатами натрия (фосфатирование), при этом следует учитывать, что фосфаты интенсифицируют развитие водной растительности водоемов. Дозы реагентов следует определять по формулам:

а) доза кислоты Д_к, мг/л, для подкисления воды

где α — коэффициент, определяемый по графику рис. 3 п. 6.218 х; Щ — общая щелочность охлаждающей воды, (мг-экв)/л; е — эквивалентный вес кислоты, мг/(мг-экв); для серной кислоты — 49, для соляной кислоты — 36,5; С_к — содержание H₂SО₄ или НСl в технической кислоте в %;

б) доза углекислоты Д_СO2, мг/л, для рекарбонизации

где (СO₂)_ст — концентрация в воде углекислоты, обеспечивающая стабильность воды, мг/л; определяемая по номограмме на рис. 2 и величине pH_s, определяемой в соответствии с указаниями п. 6.215; (СO₂)_Исх — концентрация в исходной воде углекислоты, мг/л; определяется по номограмме на рис. 2 по величине рНф, рассчитанной по формуле (101).

Дозы кислоты и углекислоты, определенные по формулам, необходимо уточнять в процессе эксплуатации по анализам воды на стабильность согласно ГОСТ 3313-46;

в) доза гексаметафосфата натрия или триполифосфата натрия при фосфатировании принимается 1,5-2 мг/л в расчете на Р₂O₅ или 3-4 мг/л в расчете на технический продукт (при содержании полиформ в расчете на Р₂O₅ и техническом продукте 50-52%).

10.23. Приготовление и дозирование растворов гексаметафосфата натрия или триполифосфата натрия надлежит принимать в соответствии с указаниями п. 4 приложения 10 * .

* ( Здесь не приводится)

10.24. Дымовые газы, очищенные от золы, или газообразная углекислота должны вводиться в обрабатываемую воду с помощью водоструйных эжекторов или газодувок через барботажные трубы. Расход дымовых газов Q_Д.г, м 3 /ч, приведенный к нормальным условиям (0° С и 1 атм), следует находить по формуле

где Д_СО2 — доза углекислоты, мг/л, определенная по формуле (103), Q_oxл — Расход охлаждающей воды, м 3 /ч; С_СО2 — содержание СO₂ в дымовых газах в % по объему, определяемое по данным анализа дымовых газов. При отсутствии этих ₂данных допускается принимать содержание СО в дымовых газах от сжигания: угля — 5-8%, нефти и мазута — 8-12%, доменного газа — 15-22%, при введении в воду чистой газообразной углекислоты Ссо2 принимается равным 100%; (3 — степень использования углекислоты, %, при введении углекислоты в воду с помощью водоструйных эжекторов принимается равной 40-50%, с помощью газодувок и барботажных труб — 20-30% ; у — объемный вес дымовых газов, приведенный к нормальным условиям, гс/м 3 (при отсутствии фактических данных можно принимать ориентировочно 2000 гс/м 3 ).

Таблица 60

Формулу (104) надлежит применять при использовании дымовых газов, не содержащих сернистого ангидрида SО₂. При наличии его расход дымовых газов надлежит уменьшать на величину, определяемую соответствующими расчетами.

При введении дымовых газов или газообразной углекислоты в обрабатываемую воду с помощью газодувок барботажные дырчатые трубы рекомендуется погружать под слоем воды не менее 2 м. При использовании для этой цели водоструйных эжекторов следует насыщать дымовыми газами или углекислотой только часть охлаждаемой воды, которая затем смешивается со всей водой.

Количество воды Z в % общего расхода охлаждающей воды, которое должно быть пропущено через водоструйные эжекторы, следует определять по формуле

где М — растворимость углекислоты в воде при данной температуре и парциальном давлении 1 атм, мг/л, принимается по табл. 60.

Устройства для растворения в воде углекислого газа и транспортирования воды с высокой концентрацией углекислоты должны быть выполнены из устойчивых против коррозии материалов.

Системы оборотного водоснабжения с градирнями и брызгальными бассейнами

10.25. Обработку воды для предотвращения карбонатных отложений следует предусматривать при условии Щ_допК_у≥3.

10.26. Для предотвращения карбонатных отложений в системах оборотного водоснабжения надлежит принимать следующие методы обработки воды: подкисление, рекарбонизацию, фосфатирование и комбинированную фосфатно-кислотную обработку.

В случаях, когда предъявляются высокие требования к охлаждающей воде, при наличии нагрева воды более 60° и местного кипения ее у поверхностей теплообмена надлежит принимать умягчение добавочной воды на ионообменных фильтрах (натрий-катионирование или водород-катионирование с «голодной» регенерацией, руководствуясь указаниями п. 6.278-6.300).

В случаях применения осветления добавочной воды в отстойниках или осветлителях со взвешенным осадком допускается предусматривать известкование для умягчения (декарбонизации) добавочной воды с последующим подкислением или фосфатированием для предотвращения отложений.

10.27. Выбор метода обработки воды для предотвращения карбонатных отложений в системах оборотного водоснабжения надлежит производить с учетом следующих условий:

метод подкисления применим во всем диапазоне встречающихся величин щелочности и общей жесткости природных вод и коэффициентов упаривания воды в системах. При подкислении предотвращение карбонатных отложений достигается при значительно меньших, чем при рекарбонизации и фосфатировании, размерах продувки или даже при отсутствии продувки и выводе воды из системы только за счет уноса ее в охладителях;

метод фосфатирования применим при щелочности добавочной воды Щ_доб до 5,0-5,5 (мг-экв)/л. При этом методе необходима продувка системы, причем величина ее возрастает с увеличением щелочности, общей жесткости добавочной воды и температуры оборотной воды;

комбинированная фосфатно-кислотная обработка воды применяется в случаях, когда одним фосфатированием не удается добиться предотвращения карбонатных отложений (п. 10.30) или величина продувки при фосфатировании достигает больших размеров, неприемлемых по технико-экономическим соображениям;

метод рекарбонизации дымовыми газами или газообразной углекислотой применим при щелочности добавочной воды до 3-3,5(мг-экв)/л и коэффициентах упаривания, не превышающих 1,5, так как при более ], высоких значениях этих параметров значительно возрастают эксплуатационные затраты на растворение газов в воде.

10.28. При подкислении воды дозу кислоты Д_к, мг/л, в расчете на добавочную воду следует определять по формуле

где е и С_к надлежит принимать по п. 10.22. Щелочность оборотной воды Щ_об, (мг-экв)/л, надлежит определять по формулам

где ψ — величина, зависящая от общего солесодержания оборотной воды S_об и температуры ее после охладителя t₂, принимается по табл. 61; (Са)_доб — концентрация кальция в добавочной воде, мг/л; Щ_доб — Щелочность добавочной воды, (мг-экв)/л; (СO₂)_охл — концентрация углекислоты в оборотной воде после охладителя, определяется по табл. 63 в зависимости от щелочности добавочной воды и коэффициента упаривания воды в системе Ку; (СO₂)_доб — концентрация углекислоты в добавочной воде, мг/л; Р₁, Р₂ и Р₃ — см. п. 10.14.

Величина солесодержания оборотной воды S_об, мг/л, определяется по формуле —

где S_доб — солесодержание добавочной воды, мг/л.

При обработке воды кислотой продувку системы оборотного водоснабжения допускается не предусматривать/ если при данном уносе воды на охладителе и технологических отборах оборотной воды коэффициент упаривания не достигает величины, при которой происходит недопустимое увеличение концентрации сульфатов, вызывающее выпадение сульфата кальция.

Сульфат кальция не выпадает в системе оборотного водоснабжения, если произведение активных концентраций ионов Са 2+ и SO 2- ₄ в оборотной воде не превышает произведения растворимости сульфата кальция

В случае несоблюдения условия, определенного формулой (111), при отсутствии продувки необходимо принимать продувку такой величины, при которой указанное соотношение будет выполнено.

Таблица 62

Таблица 63

10.29. При рекарбонизации дозу углекислоты, вводимой в систему в расчете на оборотную воду (Д/_СО2 мг,/л) следует определять по формуле

Введение дымовых газов или газообразной углекислоты в оборотную воду следует предусматривать с помощью газодувок через барботажные трубы или водоструйных эжекторов (п. 10.24). При использовании эжекторов дымовыми газами следует насыщать только часть оборотной воды Z, определяемую по формуле (105).

При расчете дозы углекислоты по формуле (113) необходимо задаться величиной продувки Р₃ и соответственно определить добавку воды Р. Если при заданной продувке величина Z получится слишком большой (нецелесообразной по технико-экономическим-соображениям), то следует увеличить продувку Р₃ или применить другой метод стабилизационной обработки воды — подкисление или фосфатирование.

Расход дымовых газов Q_д.г, приведенный к нормальным условиям (0° С и 1 атм), определяется по формуле (104), при этом доза углекислоты определяется по формуле (113), расход охлаждающей воды принимается равным расходу оборотной воды.

10.30. Концентрация фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия в расчете на Р₂О₅) в оборотной воде должна поддерживаться равной 1,5-2 мг/л. При этом в расчете на добавочную воду необходимая доза реагента должна составлять 1,5-2,5 мг/л по Р₂О₅ или 3-5 мг/л по техническому продукту.

При обработке воды фосфатами для предупреждения накипеобразования надлежит предусматривать продувку Р₃ (%) систем оборотного водоснабжения, определяемую по формуле

где К_у.доп — допустимый коэффициент упаривания, воды определяемый по формуле

где t₁ — температура оборотной воды до градирни, °С; Ж_доб — жест- кость общая добавочной воды, (мг-экв)/л.

Значения Р₁ и Р₂ принимаются в соответствии с указаниями п. 10.14.

Метод фосфатирования применим при К_{у. доп} > 1 и величинах продувки, приемлемых по технико-экономическим соображениям. При К_{у. доп} Щ_доб надлежит предусматривать только фосфатирование, при Щ_{доб. пр} 3 , высота загрузки 2 м, скорость фильтрования 100-500 м/ч.

Концентрация силиката натрия (в расчете на SiO₂) в -оборотной воде должна поддерживаться в зависимости от количества хлоридов и сульфатов в этой воде в соответствии с табл. 64.

Таблица 64

Количество хлоридов и сульфатов в оборотной воде следует определять умножением количества их в добавочной воде на коэффициент упаривания.

Доза силиката натрия Д_SiO2 (мг/л) в расчете на добавочную воду должна приниматься как частное от деления концентраций, указанных в табл. 64, на коэффициент упаривания.

Концентрации силиката натрия C_SiO2 (в расчете на SiO₂) после фильтров-дозаторов, загруженных силикат-глыбой, приведены в табл. 65.

Таблица 65

Площадь фильтров-дозаторов F (м 2 ) должна определяться по формуле

где Q_lj, — расход добавочной воды, м 3 /ч.

Диаметр фильтров-дозаторов следует принимать не менее 200 мм количество фильтров — не менее двух.

10.38. Для формирования на поверхности стальных труб силикатной пленки в начальный период эксплуатации (в течение полутора двух месяцев) концентрация силиката натрия в оборотной воде должна увеличиваться в два раза по сравнению с данными, указанными в

10.39. Для контроля за процессами образования карбонатных отложений и коррозии в системах оборотного водоcнабжения надлежит предусматривать устройства для размещения стальных образцов в потоке оборотной воды.

10.40. Для охлаждения и конденсации технологических продуктов, а также охлаждения производственного оборудования должны применяться системы: водяного охлаждения, воздушного охлаждения, смешанного воздушного и водяного охлаждения.

10.41. Выбор системы охлаждения должен обосновываться разработкой вариантов. При равноценных вариантах должна приниматься система воздушного охлаждения.

10.42. Системы оборотного водоснабжения надлежит проектировать с отводом воды от технологических установок без разрыва струи с напором, достаточным для подачи воды на охладители.

10.43. Тип и размеры охладителей должны приниматься с учетом: расчетных расходов воды или количества тепла, отнимаемого от охлаждаемых продуктов и аппаратов, для летнего и зимнего времени;

расчетной температуры охлажденной воды, перепада температур воды в системе и требований технологического процесса к устойчивости охладительного эффекта;

режима работы охладителя (постоянный или периодический); расчетных метеорологических параметров; инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки расположения охладителя;

условий размещения охладителя на площадке предприятия, характера застройки окружающей территории, наличия местных строительных материалов;

химического состава добавочной и оборотной воды и санитарных требований; количества и стоимости воды для восполнения потерь в системе оборотного водоснабжения;

объема строительных работ и сроков строительства;

10.44. При выборе типа оросительного устройства градирен необходимо учитывать содержание и характер взвешенных веществ в воде, поступающей — на охлаждение.

Для воды с содержанием взвеси до 120 мг/л надлежит применять пленочный или капельный ороситель. При наличии в охлаждаемой воде взвесей в сочетании с маслами или нефтепродуктами, вызывающими в пленочном оросителе зарастание зазоров между щитами, следует применять капельный ороситель.

Таблица 66

( Примечание. Показатели даны для воды, поступающей на охладитель с температурой не более 40 — 45° С.)

При наличии в охлаждаемой воде взвесей более 120мг/л и взвесей, образующих отложения, не смываемые водой в процессе эксплуатации, следует применять градирни брызгального типа.

10.45. При наличии в охлаждаемой воде примесей, агрессивных по отношению к материалам конструкций градирен, должна предусматриваться обработка воды.

10.46. Области применения охладителей воды различных типов надлежит принимать по табл. 66.

10.47. Размеры градирен и брызгальных бассейнов необходимо определять исходя из среднесуточных температур воздуха (по замерам в 7,-13 и 19 ч) и соответствующих им влажностей за летний период по многолетним наблюдениям (5-10 лет).

При отсутствии данных о среднесуточных параметрах воздуха должны приниматься средние температуры и влажности в 13 ч для наиболее жаркого месяца в соответствии с главой СНиП по строительной климатологии и геофизике * с добавлением к температуре воздуха по влажному термометру 1-3° С в зависимости от технологии производства.

10.48. Обеспеченность метеорологических параметров для расчетов охладителей надлежит принимать по табл. 67.

10.49. Технологические расчеты прудов-охладителей должны выполняться исходя из следующих данных:

среднемесячных температур и влажности воздуха, общей облачности и скорости ветра по многолетним наблюдениям (10 лет и более);

среднесуточных данных за наиболее жаркий месяц, выбираемых из многолетних наблюдений по наиболее неблагоприятным сочетаниям высоких температур и относительной влажности воздуха, минимальной облачности и скорости ветра.

Таблица 67

10.50. При использовании в качестве прудов-охладителей существующих водоемов другого назначения необходимо учитывать естественные температуры воды, а при глубине водоема более 4 м — распределение температур воды по глубине.

10.51. Технологические расчеты охлаждающей способности градирен должны выполняться по методике,1’учитывающей тепломассообмен в активном объеме оросительного устройства и аэродинамические сопротивления градирни, по формулам теории испарительного охлаждения и графикам, составленным для данного типа сооружения.

10.52. Технологические расчеты охлаждающей способности брызгальных бассейнов должны выполняться по экспериментальным графикам для принимаемого типа бассейна.

10.53. Технологические расчеты радиаторных градирен должны выполняться по методике, принимаемой при расчете теплообменных аппаратов с оребренными трубами.

10.54. Глубина воды в брызгальных бассейнах и водосборных бассейнах градирен должна приниматься не менее 1,7 м, расстояние от горизонта воды до борта бассейна или резервуара — не менее 0,3 м.

10.55. Водосборные и брызгальные бассейны должны оборудоваться отводящими, грязевыми и переливными трубопроводами. Грязевая

труба должна устанавливаться в специальном приямке глубиной не менее 0,3 м, на отводящем трубопроводе надлежит предусматривать сороудерживающую решетку с расстоянием между стержнями в свету не более 30 мм.

10.56. Днища водосборных и брызгальных бассейнов должны иметь уклон не менее 0,01 в сторону приямка с грязевой трубой.

10.57. На подающем и отводящем трубопроводах следует предусматривать запорные устройства для выключения бассейнов из системы

на период очистки и ремонта.

10.58. Вокруг водосборных и брызгальных бассейнов следует предусматривать водонепроницаемое покрытие шириной не менее 2,5 м уклоном, обеспечивающим отвод воды.

Пруды-охладители

10.59. Пруды-охладители надлежит применять при невысоких требованиях к эффекту охлаждения воды, наличии свободных земельных площадей и благоприятного рельефа местности для создания водоема вблизи предприятия, наличии естественных водоемов с достаточным зеркалом воды, возможности использования искусственных водохранилищ, сооружаемых для других целей.

10.60. Средняя глубина воды в пруде-охладителе в зоне циркуляции воды при минимальном летнем горизонте должна быть не менее 3 м.

10.61. Плотины, дамбы, водосбросы и каналы для охлаждающих прудов надлежит проектировать по нормам гидротехнических сооружеженйй.

10.62. Водохозяйственные расчеты прудов-охладителей необходимо выполнять аналогично водохозяйственным расчетам водохранилищ с учетом условий охлаждения воды и потерь на дополнительные испарения.

10.63. Площади циркуляционного потока и водоворотов для простых схем циркуляции необходимо определять путем построения плана течений.

В остальных случаях площади циркуляционного потока и водоворотов надлежит определять на основании лабораторных исследований, проводимых на модели пруда.

10.64. Расположение водосбросных и водозаборных сооружений, а также сооружений, увеличивающих активную зону пруда (струераспределительные сооружения, струенаправляющие дамбы и перегородки), необходимо принимать из условия получения необходимой площади активной зоны пруда.

10.65. Для прудов-охладителей с притоком свежей воды необходимо предусматривать сброс части и всей отработавшей воды в нижний бьеф прудов.

10.66. В целях борьбы с зарастанием надлежит предусматривать подготовку ложа пруда (расчистку от деревьев, кустарника и др.).

10.67. Для предотвращения размыва берегов пруда и его заиливания должны предусматриваться: укрепление берегов, организация стока поверхностных вод в пруд, устройство в устьях оврагов фильтрующих дамб, установление запретных зон запашки, травосеяние, насаждение кустарника на склонах пруда.

10.68. При заболачивании прилегающих-к пруду территорий необходимо предусматривать мелиоративные мероприятия.

10.69. Для уменьшения концентраций солей в воде пруда (в случае необходимости) надлежит предусматривать устройство для сброса воды из нижних слоев пруда.

Брызгальные бассейны

10.70. Брызгальные бассейны надлежит применять при невысоких требованиях к эффекту охлаждения воды, наличии открытой для доступа воздуха площади и необходимости создания запасов воды.

10.71. Брызгальные бассейны должны проектироваться не менее чем из двух секций, одна секция допускается только для оборотной системы с периодическим режимом работы.

10.72. Разбрызгивающие сопла необходимо выбирать в зависимости от производительности брызгального бассейна.

10.74. Ширина брызгального бассейна в осях крайних сопел должна быть не более 45 м.

10.75. Защитные зоны от крайних сопел до борта бассейна надлежит принимать от 7 до 10 м в зависимости от величины напора у сопел и скорости ветра в районе строительства.

10.76. Напор у сопел необходимо принимать в пределах от 5 до 8 м.

10.77. Потери напора на гидравлические сопротивления в разводящем трубопроводе между крайними соплами не должны превышать 0,5 м.

10.78. На разводящих и магистральных трубопроводах должны предусматриваться постоянно действующие устройства для опорожнения трубопроводов при случайных выключениях из работы. На длинных магистральных линиях должна предусматриваться компенсация температурных удлинений.

10.79. В целях поддержания необходимого температурного режима в зимнее время в каждой секции брызгального бассейна необходимо предусматривать трубопровод для сброса воды без разбрызгивания.

10.80. Конструкции брызгальных бассейнов надлежит принимать из бетона или камня с устройством гидроизоляционного экрана.

10.81. При проектировании брызгальных бассейнов допускается использование естественных водоемов и прудов.

10.82. Башенные градирни необходимо применять в системах оборотного водоснабжения, требующих устойчивого охлаждения воды в расчетные периоды года не ниже 28-30° С, при размещении на застроенной территории и в районах с дефицитом электроэнергии.

10.83. Башенные градирни надлежит применять с пленочным и капельным оросителем.

10.84. Форма градирен в плане должна приниматься: при площади до 1000 м 2 — квадратная, при площади более 1000 м 2 — в виде I равностороннего многоугольника или круга.

10.85. Для предотвращения выноса из градирни водяных капель до периферии оросителя должны предусматриваться отбойные козырьки, в зоне воздухоподводящих окон-ветровые перегородки и обшивка углов по всей высоте, а также специальные водоуловительные решетки, располагаемые над оросителем. Водоуловительные решетки надлежит предусматривать для градирен высотой более 70 м.

10.86. Подвод воды на градирни надлежит принимать при площади градирни до 1000 м 2 боковым стояком, при большей площади оросителя — центральным.

10.87. Водораспределительную систему для градирен надлежит применять трубчатую с напорными разбрызгивающими соплами.

10.88. Для предотвращения обледенения градирен в зимнее время необходимо предусматривать уменьшение подачи холодного воздуха в ороситель навесными и поворотными щитами с устройством тамбуров и увеличением плотности орошения, которая должна быть не менее: для капельного оросителя 3 м 3 /(м 2 ×ч), для пленочного оросителя 4-5 м 3 /(м 2 ×ч).

10.89. Для поддержания необходимой температуры охлажденной воды следует предусматривать устройства для сброса теплой воды из стояков в водосборный бассейн.

10.90. При проектировании башенных градирен надлежит принимать:

каркас вытяжной башни при площади до 100 м2 — из дерева или стали, при большей площади — из стали;

обшивку каркасов из дерева, асбестоцементных, алюминиевых и пластмассовых листов;

каркасы оросителей градирен из дерева или из сборных железобетонных элементов;

конструкцию оросителей градирен из дерева, асбестоцементных листов или из пластмассы.

10.91. Элементы деревянных конструкций градирен должны быть антисептированы.

Стальные конструкции должны быть защищены антикоррозионными покрытиями.

10.92. Железобетонные конструкции градирен должны выполняться из специальных морозостойких марок бетона в соответствии с главой СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций.

Вентиляторные градирни

10.93. Вентиляторные градирни должны приниматься при необходимости получения устойчивого и глубокого охлаждения воды, при этом они обеспечивают маневренное регулирование температуры охлажденной воды (за счет изменения числа оборотов вентилятора или угла наклона их лопастей, выключения вентиляторов на отдельных секциях или градирнях), имеют меньшие размеры в плане и по высоте, рационально размещаются на площадках промышленных предприятий и автоматизируются для поддержания заданной температуры охлажденной воды.

10.94. Вентиляторные градирни необходимо принимать с пленочными, капельными и брызгальными оросителями.

10.95. Вентиляторные градирни надлежит принимать многосекционными с площадью оросителя одной секции от 2 до 400 м 2 и отдельно стоящими (одновентиляторные) с площадью оросителя от 400 м 2 и выше.

10.96. Выбор типа и количества вентиляторных градирен надлежит принимать с учетом числа секций или градирен в одном оборотном цикле: оптимального- 4-8, максимального — 12, минимального — 2.

10.97. Строительные материалы и конструкции вентиляторных градирен надлежит принимать в соответствии с указаниями пп. 10.90-10.92.

Размещение охладителей на площадках предприятий

10.98. Размещение охладителей на площадках предприятий необходимо предусматривать из условия обеспечения беспрепятственного поступления к ним воздуха, а также наименьшей протяженности трубопроводов и каналов. При этом надлежит учитывать направления зимних ветров для исключения обмерзания зданий и сооружений.

10.99. Минимальные расстояния между охладителями воды, зданиями и сооружениями, а также между охладителями необходимо принимать в соответствии с главой СНиП на проектирование генеральных планов промышленных предприятий.